Erklärung des Wissens über Drehbohrkernrohre
Der Schneckenbohrer des Drehbohrgeräts hat einen einfachen Aufbau, der nur aus einem Zylinder und Zähnen besteht. Es handelt sich um einen Bohrertyp mit relativ geringen Herstellungskosten unter den Bohrern der Drehbohranlage. Im Allgemeinen handelt es sich bei den in der Schnecke verwendeten Zähnen um Schneidzähne, und wenn Steine mit extremer Härte zerkleinert werden, können Kegelzähne oder andere Legierungszähne mit ultrahoher Härte an der Schnecke angebracht werden. Obwohl die Struktur der Bohrschnecke einfach ist, ist ihre Rolle beim Zerkleinern von Gestein beispiellos im Vergleich zu anderen Bohrern. Das Prinzip des Bohrens und Zerkleinerns von Gestein mit einer Bohrschnecke ist das Ringschleifen und Zerkleinern, bei dem beim Bohren in das Gestein durch Anschweißen der Zähne am unteren ringförmigen Abschnitt des Bodens eine ringförmige freie Oberfläche um das Pfahlloch herausgeschnitten wird. Da die Kontaktfläche zwischen Bohrer und Grundgestein klein ist (nur ein schmaler ringförmiger Bereich), sind die Kraft und die Arbeit, die ein einzelner Zahn kontinuierlich auf das Gestein ausübt, relativ groß, was zu einer hohen Effizienz beim Zerkleinern von Gestein führt. Die Bohrschnecke ist derzeit der am häufigsten verwendete Bohrer zum Zerkleinern von Hartgesteinsschichten und Kiesschichten im Drehbohrgerät.
Die simulierte Bohranlage weist unter den Betriebsbedingungen mit maximalem Druck und maximalem Drehmoment beim Drehbohren einen hohen Sicherheitsfaktor von 3,13 auf. Die maximale Verschiebung beträgt nur 0,207 mm, was darauf hindeutet, dass die Gesamtsteifigkeit und Festigkeit des Bohrers relativ groß sind und die strukturellen Designanforderungen erfüllen.
Anordnung der Zähne am Schneckenbohrer des Drehbohrgeräts
Das Prinzip der Anordnung der Zähne am Erdbohrer ähnelt dem anderer im Gestein eingebetteter Bohrmeißel und ist für die Zerkleinerung von Gestein am günstigsten angeordnet. Im Allgemeinen wird das Prinzip der Anordnung der Zähne in drei Gruppen, nämlich innere, mittlere und äußere Gruppe, befolgt. Die Zähne des Schneckenbohrers sind entsprechend der Größe des Rotationsdurchmessers der Zahnspitze von innen nach außen in Innenschneidzähne, Ringschneidzähne (Mittelteil) und Außenschneidzähne unterteilt und abwechselnd angeordnet. Es gibt auch einen gewissen Höhenunterschied zwischen ihnen, wobei die Ringschneidzähne am längsten hervorstehen, gefolgt von den Außenschneidzähnen und die Innenschneidzähne am kürzesten sind.
Diese Anordnung soll Bedingungen für die sprungartige Zerkleinerung von Gestein schaffen. Das Prinzip ist wie folgt: Zuerst schneiden sich die Ringschneidzähne in das Gestein, so dass eine keilförmige Freifläche entsteht, dann folgen die Außen- und Innenschneidzähne. Die von den drei Zahngruppen geschnittenen freien Oberflächenrisse sind miteinander verbunden (der Rotationsabstand und der Höhenunterschied zwischen den inneren, mittleren und äußeren Zahnspitzen basieren auf den Gesetzen der Rissverbindung in verschiedenen Gesteinen) und erzeugen eine tiefe, rillenförmige Freifläche Oberfläche um den Boden des Lochs herum und trennt den Gesteinskern in der Mitte vollständig von der umgebenden Gesteinsmasse.
Positionierung und Führung des Schneckenbohrers der Drehbohranlage
Der Zylinder des Erdbohrers ist völlig gerade und an der Außenseite der Zylinderwand sind Führungsleisten angeordnet, die entgegen der Drehrichtung nach oben geneigt sind. Der Erdbohrer wird im Allgemeinen zum Bohren in hartes Grundgestein oder Kiesschichten verwendet, die im Allgemeinen dünn sind und eine langsame Bohrgeschwindigkeit aufweisen. Der gerade zylinderförmige Bohrer verfügt über hervorragende Führungs- und Positionierungsfunktionen. Die Hauptaufgabe der Führungsleisten um die Zylinderwand besteht darin, den Gesteinsschutt am Boden des Meißels nach oben zu leiten und so die Ansammlung von Schutt in den Rillen zu vermeiden, die das Schneiden von frischem Gestein durch die Zähne behindern. Eine weitere Aufgabe der Führungsleisten besteht darin, die Zylinderwand zu schützen und die Verschleißfestigkeit zu erhöhen.
Entwurf weiterer wichtiger Parameter für den Schneckenbohrer des Drehbohrgeräts
Der Hauptparameter des Erdbohrers ist sein Durchmesser, also der Durchmesser des Pfahllochs, das gebohrt werden kann. Der zweite Parameter ist die Höhe des Zylinders, die normalerweise größer ist als der Durchmesser des Schlangenbohrers. Diese strukturelle Beziehung zwischen Größe und Höhe ist notwendig, um den Bedarf an Verdrehungen und Brüchen des Gesteinskerns zu decken. Nachdem der Gesteinskern von der Bohrkrone ringförmig durchtrennt wurde, wird der Gesteinskern mit zunehmender Schnitttiefe in einem 45-Grad-Winkel zur Axialrichtung verdreht und gebrochen. Daher muss die Höhe des Zylinders größer sein als der Durchmesser des Gesteinskerns, damit der Gesteinskern verdreht und gebrochen und dann aus dem Pfahlloch herausgebracht werden kann.
Einstellung und Berechnung des Winkels der Zähne am Schneckenbohrer der Drehbohranlage
Beim Bohren in die Erdschicht mit dem Drehbohrgerät sind die Zähne die Schlüsselteile, die direkt mit der Erdschicht in Kontakt kommen. Winkel und Abstand der Zähne bestimmen direkt die Arbeitseffizienz des Drehbohrgeräts. Daher sollte bei der Konstruktion des Bohrers das mechanische Modell der Zähne beim Schneiden von Boden und Gestein untersucht werden, um ideale Winkel und Abstände für die Zähne zu finden
